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◆ DC-ACインバータ(正弦波モデル)を新調する

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    バッテリの12Vから、AC100Vに変換するにはインバータが必要だが、いままで費用をケチって矩形波のインバータで使っていたのだが、TV等に使用するには矩形波でも全く問題ないのだがLED蛍光灯に使用すると、点滅して使い物にならないことが分かった。 使っていたのはCellStar HG350で価格は2,980円である。初めて買ったのが2012/8だったが約3年ほど使ったが壊れてしまった。

    そこで、昨年同じ物を買い換えたのだが、矩形波の出力が異なるらしく同じものでも以前は、LED蛍光灯も問題なく使えていたのだが新しいものは使えなくなってしまった!?
    今度新たに購入する製品は、正弦波出力で日本の電菱製(SK350:メーカー希望価格¥39,800)の製品を買うつもりだったのだが...ネットで検索していると、どうしも中国製の安価な製品に目がいってしまい結局、 beamtecで販売している500W出力の製品を購入してしまった。(価格¥12,421)
    購入したインバータは、電源ON/OFFをリモートで行うため、ケースを開けSWを外してSWの線を延長するように改造しているのだが(右の写真)、このとき中の様子をみると、やはり中国製の手作り感と結線の雑な感じがぬぐえなかった。しかしながら動作は正常なので良しとしておこう。ただしいつまで動くかがちょっぴり心配だが... 。

    ◆ ボタン電池サイズのNiMH

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      現在市販で一般的に販売されているNiMHの充電池は単3型と単4型で、それ以上小型のものは、大手の量販店でも見たことがない。以前100均で売られていたソーラーガーデンライトには、ボタンサイズの80mAhの電池が接続されていたが、最近のものは全て単4サイズ200mAのNiMHになっている。 80mAのNiMHが購入できないか調べてみると、中国製のものをALiExpressで約3$US程度で購入できることがわかった。さらに調べてみると、ブリジストンのソーラーテールランプ用のボタン電池で、GP40BVHという40mAhのボタン電池が存在することが分かった。
      き右上の写真が中国製のNiMH、右下が購入したGP40BVH

      さっそく、購入してみると大きさはアルカリボタン電池のLR44とほぼ同サイズで、かなり小さいNiMHだということがわかった。容量も40mAhなので 数mAでLEDを点灯させるのが、精一杯と思われる。試しに100均のソーラーガーデンライトをC1000ビタミンレモンの瓶に組み込んだものを作ってみた。LEDは3Vで4mA程度流れる青色LEDに変更してある。40mAhの電池を使うには消費電流が多すぎるような気もするが...あまり点灯時間が短いようなら、抵抗を入れようと思う。

      とにかく電池が小さいので、その気になれば相当小さいものを作れそうである。


      ◆ 充電用Batteryに電圧計を設置

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        Battery切替機を設置したが、2台のバッテリの電圧を把握したいため、電圧計を設置することにした。例のよって秋葉原の秋月電子のLED電圧計PM-129E(750円を)購入して2台のバッテリを切替SWで電圧が測れるように設置するつもりである。
        この電圧計はLEDなので、消費電力は液晶のものより当然多いのだが、夜間でも把握しやすいのでこの電圧計を選択した。
        以前液晶モデルのPM-128E(1000円)を作ったので要領はわかっていたので難なく作成は終了した。今回作成したLED電圧計も5Vの電源を供給する必要があり、前回作成と同様に三端子レギュレータを使って電源は供給するようにした。
        右の写真は作成途中の様子

        三端子レギュレータは500mA程度の出力があればよかったのだが、あいにく1Aのものしかなかったので、これで12Vを5Vに変換して電圧計の電源供給とした。
        また、LED電圧計の消費電力は、実測値で80mA程度であった。従って常時表示にすると結構な電力が必要になるため(80mA×24h=1.92Ah) 、SWを設けて必要な時だけ表示できるようにした。
        ちなみに、液晶の電圧計PM-128Eの消費電力は12.5mAであった。やはりLEDでの表示とは大幅に違うことが判明した。

        ◆ 200Wシステム全体構成図

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          200W太陽光パネル(100W×2)を設置してから、3か月半が経過したが、いろいろと接続しているので、このへんでまとめてみることにした。接続は右の回路図のとおりである。

          バッテリから電源を供給している機器に、新たに市販の人感センサLEDライトと人感センサチャイムを接続した。これはともに電池3本(4.5V)で動作するものなので、秋月のDC-DCコンバータ(HRD05003-5V3A)で、12Vを4.5Vに落として接続している。

          また、ChargeControllerの負荷端子には、LED照明Unit(12V-60mA)を3台接続してChargeControllerのタイマ機能で、夕方(17:00-20:00)の3時間だけ点灯している。だんだん日が長くなってきたので、時間設定でなく太陽光パネルの出力電力レベルで点灯時間を設定するように変更しようと思っている。

          き接続機器は下記の通りである。
          機器名称単価数量仕様等
          中国製
          SP100
          (100W)
          ¥15,5002 Vpm :18.5V
          Ipm :5.4A
          Voc :22.5V
          Isc :5.6A
          EPsolar社製 VS2024N
          (20A)
          $71.281 20Aまでなので、100Wパネルをもう一枚増設可能である。
          G&Yu SMF31MS-850
          (115Ah)
          ¥15,6502 12V DeepCycle Battery
          115Ah×2=230Ahとして運用している。
          カバースイッチ
          (15A)
          ¥8481 15AのFuse付きのカバースイッチ
          CellStar HG350¥2,9801 定格出力:280W
          最大出力:350W
          白色LED照明ユニット
          OSMW03C12GP-White
          ¥2503 表面実装用LEDが12個実装のLEDユニット
          消費電流:60mA
          明るさ:1560mcd
          20型高輝度LED蛍光灯
          12V仕様
          ¥2,4001 色温度:昼白色 6000-6500K
          全光束:890lm
          消費電力:8-9W
          DC-DCコンバータ
          HRD05003
          ¥3001 入力:DC8V〜40V
          出力:DC5V(可変可能) 最大:3A
          効率:約80%

          ◆ 太陽パネル充電用Battery切替機

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            200W(100Wパネル2枚)のソーラーパネルで発電を行っているが、1台のバッテリではTVを長時間見るには少し容量不足なため、バッテリを2台接続して利用することにした。しかし単純にバッテリを並列接続すれば問題ないと思っていたのだが、循環電流(*)という曲者が存在することを知ったのだった...

            この循環電流のため、バッテリの並列接続はよくないことを知り、充電時は片方ずつバッテリを日々切替えて行い、出力側はダイオードを介して循環電流が流れなくしてバッテリを並列で使う方式をとることにした。(右上の回路参照)
            回路は単純だが、流れる電流がそこそこ大きいのでケーブルは少し太めのものを使用して結線をおこなった。(3.5SQのケーブルを使用)

            チャージコントローラ → バッテリ間・・・10.8A(最大値)
            並列バッテリ → DCACインバータ間・・・16.6A(200Wの負荷接続時)

            切り替え用のナイフSWとターミナルコネクタ間は、3.5SQのケーブルは太くて取り回しが難しいので、細いケーブルを2本接続して大電流にも耐えられるようにした。またダイオードは秋月で購入した低電圧用45V-10A仕様のダイオードを使って構成している。10A程度なのでおそらく問題ないと思う(たぶん?)

            (*)循環電流とは
            電池を並列に接続したときに電池間を流れる電流を指します。
            これは並列に接続した電池の起電力の違いや、内部抵抗の違いによって一方の電池からもう一方の電池に電流が流れることになります。
            循環電流が流れると、電池に蓄えられた電気エネルギーが、ほかの電池内部で消耗されてしまい、無負荷状態で電池を使わなくても電池が減ってしまう事になります。

            ◆ 200W太陽光発電システムでの運用

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              100Wパネルを2枚並列に接続しての運用だが、先日の台風26号の関東直撃で、パネルがどうなったのか不安だったが実際は微動だにしていないことがわかった。確かに今回の台風は雨台風で風はそんなにつよくなかったので大丈夫だったのかもしれない。ひと安心である。
              右の写真はチャージコントローラをプラボックスに収納した状態の写真である。12V用の負荷端子には100均のLEDライトを改造して作った12V用のLEDをつないでいる。またチャージコントローラとカバースイッチ間は、30A仕様のケーブルを、カバースイッチとバッテリ間は、車のバッテリ充電用の100A仕様のケーブルで接続し少しでもロスを少なくするようにしている。

              購入価格は以下の通りである。(ホ−ムセンタ(ジョイフル本田)にて購入)
              屋根付プラボックス 2,980円
              15Aカバースイッチ  848円

              今回屋根に200Wのパネルを設置したことで、バッテリへの充電も余裕ができたと思われるのでDCACインバータ(Cellstar HG-350)の出力を32インチの液晶TV(130W)につないでTVの写り具合等を確認してみた。インバータが正弦波出力でなく、矩形波出力の安物なのでTVが本当に動作するか不安だったが、実際に繋いで確認したら全く問題なく視聴することができた。よかった!

              ◆ 100Wパネルのバッテリーへの接続

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                ソーラーパネルの設置から1週間、14日の月曜日(体育の日)にようやくチャージコントローラ(※以降CCと記述)とバッテリーへの接続を行った。今度のCC(EPsolar社製 VS2024N)は、液晶画面付きなので各種の情報をリアルタイムでモニタできる。ソーラーパネルの電圧、出力電流、バッテリー電圧等を切替えで表示できてとても便利である。また今回は、ホームセンタで購入した電工用プラボックス(プラスチック製の収納箱)にCCを格納している。さらにバッテリーとのあいだには、Fuse付き15Aのカバードスイッチを設置した。(右の写真)
                現在プラボックスの中はこの2つのみでちょっと寂しいが、後々 バッテリ12V用端子台もこのプラボックスに設けるつもりである。
                実際の発電量だが、月曜日は曇りがちであったが発電電流は8A程度出力されていた。カタログ値でMax10.8Aなので、まあまあというところだろうか?

                システム構成は以下のようになる。


                ◆ 100Wソーラーパネルを設置する。

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                  屋根にソーラーパネルを設置しようと思っていたのだが、初夏に実家の屋根を改修工事することになった。そこで、改修工事が終わったらパネルを設置しよう思っていたのだが、猛暑が続いて鉄板の屋根の上での作業は熱中症になりそうなので、延び延びとなってしまいとうとう10月になってしまった。
                  昨日は一日中雲空で、作業には打って付けの日だったので、下記の手順でさっそくパネルの設置をおこなった。簡単な作業に思えたがいざ実行してみると金属アングルへのパネルの固定だけでも半日かかり、結局のところまる一日作業となってしまった。さらに曇っていて涼しければよかったのだが、湿度が多く気温も25度程度あって汗だくの作業であった。

                  2枚の100Wのパネルの上下にドリルで5mmの穴を2つ空け、この穴とL字型の金属のアングルをボルトでしっかり固定する。
                  この状態で、屋根に載せてパネルの下に角材を載せてクッションとした。金属のアングルと木材は針金で固定した。
                  屋根の勾配があまり急ではないので、パネルの上側は針金で動かないように、家の外壁にフックを埋め込んでここと針金で金属アングルを固定した。
                  パネルの出力は、並列にしてプラスチックのフレキシブルチューブにケーブルを入れてチャージコントローラまで引きこんでいる。
                  ひらめき100Wソーラーパネルの設置方針を参照

                  パネル2枚の重さは17Kg、さらに金属のアングルが6Kg程度あるので全体の重さは23Kgとなる。竜巻でもこないかぎりパネルが飛んでいくことはないと思うが、用心のためにパネル下側にもワイア2本で固定するつもりである。またチャージコントラー以降の接続についても作業は今度の週末に行う予定である。 疲れてしまったので!ショック

                  ◆ 太陽光充電 ハンディ扇風機

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                    100均ガーデニングライトのソーラーモジュールとペットボトルを使って、太陽光で充電して使うハンディ扇風機を作ってみた。ガーデニングライトの電池ボックスの箇所はそのまま流用し、ソーラーモジュールと電池間には逆流防止用にダイオードをいれてある。あとは単純に電池とモーター間にスイッチを設けただけである。

                    モーターはペットボトルの底に穴をあけ、接着剤を大量に回りに付けて固定した。扇風機の持ち手がペットボトルの飲み口側なので持ちやすくてハンディ扇風機としてはなかなかいいのだが、ガーデニングライト付属のNiMH電池が200mAhの単4なので電池容量が少なく、長時間扇風機を回すには無理なようなので、800mAh程度の容量のNiMHに変更した方がよさそうである。

                    ◆ 100円のガーデニングライトを改造

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                      100円のガーデニングライトを改造してみた。透明のケースの蓋の部分に太陽電池の部分を両面テープで貼り付け、実際の回路と電池をケースを底に配置することで、100円のガーデニングライトをナイトライトに 変更してみた。電池は200mAのものを700mAのDaisoで販売されている単4のNiMHに変更して長時間点灯できるようにした。また写真では販売 されていたLEDをそのまま使っているように写っているが、実際はこのLEDは光りの広がりが悪いので手持ちの5mのLEDに変更した。さらに蓋の部分に アルミホイルで三角錐を作って貼り付ければ、LEDの光が横に拡散するのでさらに明るいナイトライトに変身である。

                      かかった費用は下記のとおり
                      ガーデニングライト・・・・・100円
                      単4NiMH充電電池・・・・・・100円
                      透明ガラスケース・・・・・・100円
                      白色LEDランプ・・・・・・・40円程度
                      両面テープ・・・・・・・・・少々
                      太陽電池延長用ケーブル・・・少々



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